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EXERCICES D’APPLICATIONS - Bac 2020 - GENIE MECANIQUE

LYCEE IBNELHEYTHEM SOUKLAHAD / MR. BEN AMMAR MUSTAPHA Page 1

EXERCICE 01: Cotation fonctionnelle

a- La condition JA est elle mini

ou maxi ? Justifier votre réponse. ……………………………… ……………………………… ……………………………… ……………………………… ………………………………

b- Quel est l’utilité de la condition JA ?

c- Tracer la chaine de cotes relative à la condition JA.


1) Quelle est l’utilité de la condition JA ? ………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………………………………..

2) La condition JA est elle minimale ou maximale ? Justifier la réponse.

……………………………..………………………………..………………………………..…………

……………………..………………………………..…………………………………………………..

3) Tracer la chaine de cotes relative à la condition JA ……….




1) Ecrire les équations limites de la condition JA.

JAmin = ……………………………………………………………………………………………………………

JAmax = ……………………………………………………………………………………………………………

2) Tracer la chaîne de cotes installant la condition JBmin .

3) Sur le dessin ci-dessous de l'arbre (4) :

a- reporter la cote fonctionnelle déduite de la chaîne de cotes JBmin.

b- indiquer les tolérances de position des portées des roulements.



EXERCICE 04: CALCUL DE TRANSMISSION

Tambour

Moteur

Tapis roulant Tp

.......

.......

.......

.......25

Poulie réceptrice

1 – Calculer le nombre de dents Z11 et Z21, sachant que l’entre axe a21 – 11 = 40 mm et le diamètre primitif du pignon (21) d21 = 30 mm et m = 2 mm.

……………………………………………………………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………………………………………………………

2 – Calculer le rapport global rg. On donne : Z17 = 2 , Z13 = 20.

……………………………………………………………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………………………………………………………

3 – Calculer la vitesse de rotation de l’arbre de sortie (30), On donne : Nm = 1360 tr/mn

……………………………………………………………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………………………

4 – Calculer le couple transmis à l’arbre (30), sachant que le rendement du réducteur Ƞ = 0,75 On donne : Pm = 0.9 Kw.

……………………………………………………………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………………………………………………

5 – Calculer la vitesse de rotation du tambour, sachant que le diamètre primitif de la poulie (25) est d25 = 40 mm et de la poulie réceptrice d31 = 120 mm

……………………………………………………………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………………………………………

6 – Déterminer la vitesse linéaire de tapis ; sachant que le diamètre de tambour est DT = 150 mm

……………………………………………………………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………………………………………………………

Z21 = ………….. Z11 = ……………

rg = ……………

N30 = …………..

C30 = …………..

NT = …………..

VT = …………..

11

21

13

17

a 2

1-1

1

30

31




La figure ci-contre représente les systèmes de transmission de mouvement entre l’arbre (3) et l’arbre de sortie (2). o Etage 1: pignons (24 – 17) et chaine (28). o Etage 2: engrenage cylindrique à denture droite (19 – 23).

On donne : La vitesse de rotation de l’arbre (3), N3 = 1200 trs/mn. La vitesse de rotation de l’arbre (2), N2 = 282.84 trs/mn.

Les nombres de dents des pignons (24) et (17) sont : Z24 = 18 dents et Z17 = 15 dents.

Les caractéristiques de l’engrenage (19 – 23) : - L’entraxe a = 67 mm

- Le module d’engrenage m = 2 mm.

19 17 23 2 3 24

Schéma de transmission

1) Calculer le rapport de transmission global (r).

……………………………………………………………………………………………………..

……………………………………………………………………………………………………..

2) Calculer le rapport de transmission (r2) de l’étage 2

……………………………………………………………………………………………………..

……………………………………………………………………………………………………..

……………………………………………………………………………………………………..

3) Calculer les nombres de dents des roues (19) et (23), Z19 et Z23

……………………………………………………………………………………………………..

……………………………………………………………………………………………………..

……………………………………………………………………………………………………..

……………………………………………………………………………………………………..

……………………………………………………………………………………………………..

4) Les caractéristiques du tambour entrainant la bande du tapis roulant sont :

- Le diamètre du tambour est D = 80 mm - La vitesse de rotation du tambour est celle de l’arbre (2) N2 = 282.84 trs / mn.

a- Calculer la vitesse linéaire de déplacement du tapis en m / s. On note par

……………………………………………………………...

………………………………………………………………

………………………………………………………………

………………………………………………………………

………………………………………………………………

………………………………………………………………

………………………………………………………………

b- Représenter le vecteur vitesse trouvé sur la figure ci-dessous, choisir l’échelle convenable.

A

tapis

Echelle:

………………………

tambour

II V II




Le cahier des charges impose que la vitesse de rotation de l’arbre (7) ne doit pas dépasser

la valeur N7 = 130 tr/min. Données: Z2 = 14 dents ; Z41 = 12 dents ; Z6 = 36 dents Le module de toutes les roues dentées est m = 1,5 mm La puissance minimale du moteur est Pm = 350 W Les arbres (1) et (7) sont alignés.

1) Calculer le nombre de dents de la roue (44). ……………………………………………………………………………………………………………………………….…

……………………………………………………………………………………………………………………………….…

……………………………………………………………………………………………………………………………….…

……………………………………………………………………………………………………………………………….…

2) Calculer le rapport de transmission entre les arbres (7) et (1). ……………………………………………………………………………………………………………………………….…

……………………………………………………………………………………………………………………………….…

……………………………………………………………………………………………………………………………….…

3) Déterminer la valeur de la vitesse de rotation Nm du moteur Mt1. ……………………………………………………………………………………………………………………………….…

……………………………………………………………………………………………………………………………….…

……………………………………………………………………………………………………………………………….…

4) Sélectionner dans le tableau ci-dessous le moteur qui convient en cochant la case

correspondante.

Vitesse nominale en tr/min Puissance nominale en KW

Moteur 950 0,25 ….….

Moteur 940 0,37 ….….

Moteur 955 0,55 ….….

5) Calculer la vitesse réelle de l’arbre (7) si on utilise le moteur sélectionné. ……………………………………………………………………………………………………………………………….…

……………………………………………………………………………………………………………………………….…

Z44 = ………..…….…….

r = ……………………….

Nm = ………..………….

N7 = ………..…….…….




Le réducteur représenté ci-contre est à deux étages:

pignon (47), roue (4) et chaîne à rouleaux double

de rapport r1 = 0,625;

pignon (8) et roue (12) à denture droite de:

- rapport r2 = 4/15 ;

- module de denture m = 2 mm;

- entraxe a12-8 = 95 mm ;

Le moteur est de puissance P = 0,55 KW et de vitesse de rotation Nm = 740 tr/min.

Le rendement global du réducteur = 0,7.

1) Calculer les nombres de dents Z8 et Z12. ……………………………….…………………………………………………………………………………………

…………………………….………………………………………………………………………………………….

…………………………….………………………………………………………………………………………….

…………………………….………………………………………………………………………………………….

…………………………….………………………………………………………………………………………….

……………………………….……………………………………………………………

2) Calculer le rapport global rg du réducteur.

…………………………….………………………………………………………………………………………….

……………………………….……………………………………………………………

3) Calculer la valeur de la vitesse de l'arbre de sortie (15). …………………………….………………………………………………………………………………………….

…………………………….………………………………………………………………………………………….

……………………………….……………………………………………………………

4) Calculer la puissance à la sortie du réducteur. …………………………….………………………………………………………………………………………….

…………………………….………………………………………………………………………………………….

……………………………….……………………………………………………………

5) Calculer la valeur du couple appliqué sur l'arbre de sortie (15). …………………………….………………………………………………………………………………………….

…………………………….………………………………………………………………………………………….

…………………………….………………………………………………………………………………………….

……………………………….……………………………………………………………

Z12 = …….………..….

Z8 =….…….………..….

rg = …….………..….

N15 = .………........….

P15 = ……........………..….

C15 = …......….………..….

4

49

…

15

8

12

47



EXERCICE 08: FLEXION PLANE SIMPLE

Un arbre, assimilé à une poutre cylindrique pleine de poids propre négligeable est sollicité à la flexion plane simple comme le montre la figure ci-dessous

On donne :

Action FA

FB

FC

FD

Module 400 N 2300 N 1500 N 1200 N

NB : les dimensions AC, CB et BD sont donnés

en millimètres (mm).

1) Calculer puis Tracer le diagramme des efforts tranchants le long de la poutre.

...………………………………………………...

……………………………………………………

…………………………………………………...

……………………………………………………

…………………………………………………...

2) On donne ci-contre le diagramme des moments fléchissant le long de la poutre AD.

Ainsi les moments aux points C et B : MfC = 36 Nm et MfB = - 96 Nm.

a- Déduire le moment fléchissant maximal I Mf Maxi I = …………………………

b- Donner l’équation du moment fléchissant en fonction de x (Mf = f(x)) dans la zone CB. ………………………………………………

………………………………………………

………………………………………………

………………………………………………

c- Calculer x pour un point M dans la zone CB tel que le moment fléchissant est nul (Mf M = 0). …………………………………….…….…………

………………………………………….…………

3) L’arbre (4) est en acier de résistance à la limite élastique Re = 292 N/mm2, on aboutit à un coefficient de sécurité s = 4.

a- Donner l’expression du module de flexion pour la section circulaire (arbre plein) ………………………………………………………………………………………………………

b- Calculer le diamètre minimal de l’arbre (4). ………………………………………………………………………………………………………….

………………………………………………………………………………………………………….

………………………………………………………………………………………………………….

………………………………………………………………………………………………………….

………………………………………………………………………………………………………….

FA

y+

90

A x

FC

FB

FD

120 80

C

B

D

500

-1000

-500

1000

Ty ( N )

A

C

x ( m )

B

D

-100

Mfz ( mN )

50

-50

A C

x ( m )

B D




Une poutre cylindrique pleine de poids négligeable et de diamètre d, repose sur deux appuis B et C comme le montre la figure ci-contre, elle supporte une charge répartie entre les points B et C et une charge localisée au point A. On donne:

Diamètre de la poutre, d = 24 mm, La répartition linéique de charge

q = 1.5 N/mm = 1500 N/m. La résistance pratique Rp = 120 N/mm2 a = 20 mm , b = 350 mm.

y + FB a Q FC A B C x b FA

1) Calculer et tracer les variations des efforts tranchants (Ty) le long de la poutre.

Zone AB: Ty = 350 N.

Zone BC : …………………………………….

………………………………………………….

………………………………………………….

………………………………………………….

………………………………………………….

Ty (N) Echelle : 1 mm 20 N A B C x

2) On donne le diagramme de variation du moment fléchissant (Mfz) le long de la poutre représentant les zones AB et BC.

a- Donner l’équation de Mfz dans la zone AB puis donner la valeur du moment au point B. ……………………………………………… ……………………………………………… ………………………………………………

b- On donne l’équation de Mfz dans la zone

BC, qui représente une parabole. Mfz = - 750 x

2 + 350 x – 14

Mfz (Nm) ? ? x A B C ? Echelle : 1 mm 0.5 Nm

Déterminer l’extrémum de la courbe et calculer son moment. ……………………………………………..………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………………

Calculer Mfz au point C ………………………………………….………………………………………………………… Déduire I Mfz Maxi I= …………………

3) Vérifier si la poutre résiste en toute sécurité.

………………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………………

IIFAII = 350 N ; IIFBII = 670 N

IIFCII = 280 N




On donne ci-contre une structure représentant un arbre assimilé à une poutre cylindrique pleine de diamètre d = 12 mm. La poutre est supposé sollicitée à la flexion plane simple sous l’action des charges localisées et une charge uniformément répartie.

y RC + 30 20 40 B x A C D Q RD

On donne: - Le taux de charge linéique est q = 20 N/mm. - Les valeurs des charges localisées aux points C et D sont: IIRCII = 1125 N ; IIRDII = 525 N

1) Calculer et tracer le diagramme des efforts tranchants le long de la poutre Ty = f(x).

……………………………………………………...

……………………………………………………...

……………………………………………………..

……………………………………………………..

……………………………………………………..

……………………………………………………..

……………………………………………………..

Ty (N) x Echelle : ………………………..

2) Calculer et tracer le diagramme des moments fléchissant le long de la poutre Mfz = f(x).

……………………………………………………..

……………………………………………………..

……………………………………………………..

……………………………………………………..

……………………………………………………..

……………………………………………………..

……………………………………………………..

……………………………………………………..

……………………………………………………..

……………………………………………………..

……………………………………………………..

……………………………………………………..

……………………………………………………..

Mfz (Nm) x

Echelle : ………………………..

3) Déterminer le coefficient de sécurité maximale (sMaxi) du matériau.

On prend : IMfzMaxiI = 21 Nm et Re = 400 N/mm2. ……………………………………………………………………………………………………….

……………………………………………………………………………………………………….

……………………………………………………………………………………………………….

……………………………………………………………………………………………………….

……………………………………………………………………………………………………….




Un arbre, assimilé à une poutre cylindrique pleine de diamètre d = 12 mm sollicité à la flexion

plane simple sous l’action des charges , et la charge uniformément répartie sur la

longueur BC d'intensité linéique ║ q ║ = 1.5 N/mm.

La poutre est modélisée par la figure ci-dessous.

On donne :

║ FA║ = ║ FD║ = 54 N

Le diagramme des moments fléchissants.

La résistance à la limite élasique Re = 100 N/ mm2.

Le coefficient de sécurité adopté s = 3

1) Déterminer l'expression du moment fléchissant dans une section située entre B et C. ……………………………………………………………………………………………………………………………….…

……………………………………………………………………………………………………………………………….…

……………………………………………………………………………………………………………………………….…

………………………………………………………………………………………………………………………………….

………………………………………………………………………………………………………………………………….

2) Déterminer par le calcul la valeur maximale du moment fléchissant. ……………………………………………………………………………………………………………………………….…

……………………………………………………………………………………………………………………………….…

……………………………………………………………………………………………………………………………….…

……………………………………………………………………………………………………………………………….

3) Calculer la valeur maximale de la contrainte normale ║σmax║, puis vérifier si la poutre résiste en toute sécurité.

……………………………………………………………………………………………………………………………….…

……………………………………………………………………………………………………………………………….…

……………………………………………………………………………………………………………………………….…

……………………………………………………………………………………………………………………………….…

……………………………………………………………………………………………………………………………….…

……………………………………………………………………………………………………………………………….…

56

Mf

x (mm)

(Nmm)

20 92

FA FD

A B C D

20 mm 72 mm 20 mm FA

FD

(+)

x

y Q




On donne ci-contre une structure représentant un arbre assimilé à une poutre cylindrique pleine de diamètre d = 16 mm. La poutre, encastrée au point A, est supposé sollicitée à la flexion plane simple sous l’action de la charge uniformément répartie entre les points B et C.

y + 25 40 x A B C Q

On donne: - Le taux de charge linéique est q = 10 N/mm.

1) Calculer les caractéristiques de l’encastrement (RA et MA).

…………………………………………………….

…………………………………………………….

…………………………………………………….

…………………………………………………….

……………………………………………………..

……………………………………………………..

y x

2) Calculer et tracer le diagramme des efforts tranchants le long de la poutre Ty = f(x).

……………………………………………………..

……………………………………………………..

……………………………………………………..

……………………………………………………..

……………………………………………………..

……………………………………………………..

……………………………………………………..

Ty (N) Echelle : ……………………….. x

3) Calculer et tracer le diagramme des moments fléchissant le long de la poutre Mfz = f(x).

……………………………………………………..

……………………………………………………..

……………………………………………………..

……………………………………………………..

……………………………………………………..

……………………………………………………..

……………………………………………………..

……………………………………………………..

……………………………………………………..

……………………………………………………..

……………………………………………………..

……………………………………………………..

Mfz (Nm) x

Echelle : ………………………..

4) vérifier la résistance de la poutre.

On prend : Re = 350 N/mm2 ; s = 3. ……………………………………………………………………………………………………….

……………………………………………………………………………………………………….

……………………………………………………………………………………………………….



EXERCICE 13: TORSION SIMPLE

On prend un arbre supposé sollicitée à la torsion simple, est considéré cylindrique plein de

diamètre d = 18 mm et soumis à l'action de deux couples de moments opposés. Mt14 = 150 Nm. 1) a- Calculer la valeur du module de torsion (Io/v).

……………………………………………………………………………………………………………..

……………………………………………………………………………………………………………..

b- Déterminer la valeur de la contrainte tangentielle maximale. Maxi.

……………………………………………………………………………………………………………..

…………………………………………………………………………………………………………..

2) Sachant que Rpg = 0.4 Reg.

a- Indiquer dans le tableau ci-dessous, pour chaque nuance de matériau, la valeur de la résistance pratique au glissement Rpg correspondante

Nuances de matériaux

E 24 XC 12 55 S 7 25 CD 4

Re (N/mm2) 215 325 735 635

Rpg (N/mm2) ……………… ……………… ……………… ………………

b- En déduire du tableau la ou (les) nuance(s) qui garantisse(nt) la résistance de l’arbre.

…………………………………………………………………………………………………………

3) On considère l’arbre en acier 25 CD 4 de limite élastique au glissement Re = 635 N/mm2. On adopte un coefficient de sécurité s = 4.

a- Calculer le diamètre minimal de l’arbre respectant la condition de résistance. …………………………………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………………………………

b- Les phénomènes de déformation en torsion imposent un angle unitaire de torsion limite,

limite = 1.79 10-4 rd/mm. On donne le module d’élasticité transversale G = 8.2 104 N/mm2.

Calculer le diamètre de l’arbre respectant la condition de déformation (rigidité). …………………………………………………………………………………………………………..

…………………………………………………………………………………………………………..

…………………………………………………………………………………………………………..

…………………………………………………………………………………………………………..

4) Selon les deux valeurs du diamètre de l’arbre calculées dans la question 3) (paragraphes a-b), préciser est ce que le diamètre proposé au départ du problème (d = 18 mm) est convenable

et peut respecter les deux conditions (de résistance et de rigidité). ………………………………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………………………………




On prend un arbre assimilé à une poutre cylindrique de section circulaire pleine sollicitée à la torsion simple sous l'action du couple transmis C29 et un couple résistant.

Sachant que : - C = 15 Nm ; - Le module d'élasticité transversale G = 80000 N/mm² - La limite élastique au glissement Reg = 180 N/mm² - Le coefficient de sécurité s = 4.

1) Calculer le diamètre minimal d1mini de l'arbre à partir de la condition de résistance.

………………………………………………………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………………………………………………………

2) Calculer le diamètre minimal d2mini de l'arbre à partir de la condition de déformation sachant que l'angle unitaire

de torsion θmax = 1,6 °/m. ……………………………………………………………………………………………………………………………………….

……………………………………………………………………………………………………………………………………….

……………………………………………………………………………………………………………………………………….

……………………………………………………………………………………………………………………………………….

3) Déduire le diamètre minimal dmini de l’arbre qui répond à ces deux conditions de résistance et de déformation.

……………………………………………………………………………………………………………………………………….

4) Pour un diamètre d = 20 mm, et prenant une longueur L = 90 mm, calculer le décalage

angulaire (α) entre les positions extrêmes de l’arbre. ………………………………………………………………………………………………………….

………………………………………………………………………………………………………….

………………………………………………………………………………………………………….

………………………………………………………………………………………………………….

………………………………………………………………………………………………………….

………………………………………………………………………………………………………….

5) Calculer la contrainte tangentielle maximale et représenter la répartition des contraintes de torsion sur le dessin ci-dessous. On prendra d = 20 mm.

…………………………………………................

……………………………………………………..

……………………………………………………..

……………………………………………………..

……………………………………………………..

……………………………………………………..

……………………………………………………..

……………………………………………………..

Echelle : 0.5 N/mm2 1 mm

y

z G




Un arbre, assimilé à une poutre cylindrique pleine de section constante, soumis à l’action de deux couples de moments opposés C. Le moment de torsion est C = 30 Nm sur une longueur L = 45 mm, Cet arbre est en acier de module de Coulomb G = 8.104 N/mm2 et de diamètre d = 13 mm,

Sachant que Reg = 0.5 Re (Reg : limite élastique au glissement – Re : limite d’élasticité à l’extension). Avec un coefficient de sécurité s = 5.

1) Déterminer le module de torsion. …………………………………………………………………………………………………………….

……………………………………………………………………………………………………………

2) Calculer la contrainte tangentielle maximale (Maxi) de torsion et représenter sa répartition

sur le dessin ci-contre. ……………………………………………………….

……………………………………………………….

……………………………………………………….

……………………………………………………….

……………………………………………………….

……………………………………………………….

……………………………………………………….

……………………………………………………….

y z Echelle: () : 1 N/mm2 ……….…

3) Calculer le décalage angulaire (α) en degré (°) à une extrémité de l’arbre.

…………………………………………………………………………………………………………….

……………………………………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………………………………….

……………………………………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………………………………….

4) On donne ci-dessous quelques matériaux.

25 Cr Mo 4 16 Mn Cr 5 C 35 C 40 16 Cr Ni 6

Re (N/mm2) 700 835 335 355 650

Reg (N/mm2) …………… …………… …………… …………… ……………

Rpg (N/mm2) …………… …………… …………… …………… ……………

Choix ….. ….. ….. ….. …..

a- Remplir le tableau par les valeurs Reg et Rpg des matériaux proposés.

b- Déduire tous les matériaux du tableau qui garantissent la résistance de l’arbre. (Mettre une croix dans les cases correspondantes au tableau)

Justifier votre réponse

……………………………………………………………………………………………………..

……………………………………………………………………………………………………..



EXERCICE 16: CONCEPTION (Montage des roulements BT)

On désire représenter le guidage en rotation de l'arbre (7) qui est assuré par deux roulements à bille à contact oblique Type BT et assurer l'encastrement de la roue dentée (41) sur l'arbre (7).

a- Compléter le montage des roulements par les obstacles nécessaires. b- Compléter la liaison encastrement de la roue dentée (41) sur l'arbre (7). c- Indiquer les tolérances nécessaires au montage des roulements et l’ajustement de la roue (41) .

Echelle 1 : 1




On se propose d’assurer le guidage en rotation de l'arbre (24) par deux roulements de type BT. On demande sur le dessin de conception ci-dessous:

Compléter le montage des roulements en ajoutant les obstacles nécessaires. Compléter la liaison encastrement du pignon (28) en utilisant un écrou à encoches et une

rondelle frein Prévoir l'étanchéité des roulements. Représenter une vis de fixation entre le couvercle (33) et le corps (25), Vis H, M6.

33

Echelle 1 : 2



EXERCICE 18: CONCEPTION (Montage des roulements BC)

Le guidage en rotation du rouleau (40) par rapport aux paliers (42) et (39) est réalisé par deux roulements étanches (41). On demande :

1) Compléter le montage des roulements.

2) Compléter la liaison encastrement (38) / (40) en utilisant une clavette parallèle forme A et un écrou à encoches.

3) Indiquer les tolérances relatives aux montages des roulements (41) et du pignon (38).

Echelle 1 : 2



EXERCICE 19: CONCEPTION (Montage des roulements BC)

1- Compléter, à l’échelle du dessin, le montage des roulements et l’arrêt en translation de la roue dentée. 2- Inscrire les tolérances des portées des roulements et du joint à lèvres.

EXERCICE 19: CONCEPTION (Montage des roulements KB)

1) Compléter le montage des roulements à contact oblique KB. 2) Indiquer les tolérances des roulements. 3) Représenter une vis H pour la fixation du couvercle et un joint d’étanchéité.




1) compléter le montage des roulements ci-dessous en ajoutant les obstacles nécessaires. 2) mettre les tolérances nécessaires au montage de ces roulements.

ECROU A ENCOCHES ET RONDELLE FREIN (D’après NF E 22-310)

N° d x pas D B S d1 E G

4 M20x1 32 6 4 18.5 4 1

5 M25x1.5 38 7 5 23 5 1.25

6 M30x1.5 45 7 5 27.5 5 1.25

7 M35x1.5 52 8 5 32.5 6 1.25

Echelle 3 : 2



SUJET: SYSTEME DE CHARGEMENT DES MOULES DE FONDERIE

1- PRESENTATION DU SYSTEME

La figure 1 ci-dessous représente un système de chargement de sable dans des moules pour fabriquer des pièces en fontes.

Figure 1

2- FONCTIONNEMENT

2.1- Commande du chariot transporteur: L’action sur le bouton (dcy) permet de transporter une quantité de sable et la verser dans le réservoir. - La pelle est initialement en haut, elle décrit un cycle en U renversé. - Le temps de remplissage de la pelle est de 20 secondes (Temporisation T1). - Le temps de déchargement de la pelle dans le réservoir est de 10 secondes (Temporisation T2). 2.2- Préparation des moules: Le réservoir étant chargé (S1=1), un moule est présenté manuellement dans la zone d’alimentation (S4=1), la balance est vide (P0 =1). A l’action sur le bouton (dcy), on obtient simultanément: A- Amener le moule sous l’unité de dosage - Entraîner le moteur Mt (KMT=1) jusqu’à l’action du capteur (S2). B- Préparer une dose de sable - Ouvrir la trappe (1) (RC3 : 12 M3) jusqu’à l’action du capteur (P1). - Fermer la trappe (1) (SC3 : 14 M3) jusqu’à l’action du capteur (l31). Une fois que ces deux opérations sont réalisées simultanément: C- Verser la dose de sable dans le moule: - Ouvrir la trappe (2) (RC1 : 12 M1) jusqu’à l’action du capteur (P0). - Fermer la trappe (2) (SC1 : 14 M1) jusqu’à l’action du capteur (l11). D- Amener le moule jusqu’à le poste de tassement: - Entraîner le moteur Mt (KMT=1) jusqu’à l’action du capteur (S3). -Tasser le sable dans le moule (descendre le marteau de tassement (SC2 : 14M2)) jusqu’à l’action du capteur (l21). - Remonter le marteau de tassement (RC2 : 12 M2) jusqu’à l’action du capteur (l20). E- Dégager le moule manuellement - Attendre jusqu’à (S3=0). Reprendre le cycle tant que le réservoir contient du sable, si non arrêter.

3 – MECANISME DE REGLAGE DU CAPTEUR Le dessin d’ensemble (voir page suivante), représente le mécanisme de réglage du capteur. Un moteur (M2) commande la rotation de la vis sans fin (01) dans un sens ou dans l’autre. Cette rotation est transmise à la roue dentée (03) qui provoque la translation de la vis de manœuvre (11) grâce à un système vis et écrou (03-11).

Chariot transporteur

gd

h

b

S0

Moule

MouleS4

Mt

Moule

Réservoir

P0

P1

Trape 1

Trape 2

C1

C3

M3

M1

12M3 14M3

14M2

12M2

M2 C2

12M1 14M1

Marteau

Moule

S2 S3

Poste de tassementdes moules

de tassement

Poste de chargement

Poste de dosage

dcy

v

Raz

l31 l30

l11 l10

l20

l21

S1

Sable de moulage

Pelle à commandemécanique

Moteur M1

Mécanisme de règlage

de capteur Trémiede

pesage



Can

nelu

res

02

03

04

05

06

07

08

09

10

11

12

13

01

P0

P1

07 1 Bague entretoise

06 1 Corps 13 4 Vis Chc

05 1 Anneau élastique 12 1 Glissière

04 4 Vis Chc 11 1 Vis de manœuvre

03 1 Roue dentée 10 1 Ecrou à encoches

02 1 Couvercle 09 1 Rondelle frein

01 1 Vis sans fin 08 2 Roulement type BC

Rep Nbr Désignation Rep Nbr Désignation

Echelle 1 : 1 Lycée Ibnelheythem Souklahad 2018 – 2019 4ème Sc Tech

MECANISME DE REGLAGE DU CAPTEUR

LABO: Genie Mécanique Mr Ben Ammar Mustapha

01

03

F

H



TRAVAIL DEMANDE 1) Analyse fonctionnelle

1.1- En se référant au système de chargement de moules de fonderie (dossier technique figure 1), on demande de compléter le tableau suivant:

Processeur Fonction

Vérin C1 …………………………………………………………………………

Vérin C2 …………………………………………………………………………

Poste de chargement …………………………………………………………………………

Marteau de tassement …………………………………………………………………………

Tapis …………………………………………………………………………

1.2- En se référant au dessin d’ensemble du mécanisme de réglage du capteur, on demande de

compléter le FAST ci-dessous décrivant le fonctionnement de ce dernier.

Fonction de service Fonctions techniques Composants

1.3- Compléter l’enchainement fonctionnel suivant : Ponctuel Plan

2) Lecture du dessin d’ensemble

2.1- Questions technologiques:

En se référant au dessin d’ensemble du mécanisme de réglage du capteur, répondre aux questions suivantes :

FT1 : Transmettre la rotation de l’arbre moteur à la roue (3).

…………………. ………………….

FT11 :Transformer l’we en wm de rotation

Roue et vis sans fin

FT12 :Transmettre la rotation de la vis sans fin (1) à la roue (3)

…………………. ………………….

FT3 :

Transformer la rotation de la roue (3) en translation de la vis (11)

2 roulements (8)

FT2 : ………………………………………

………………………………………

…………………. ………………….

FT4 :

Guider la vis de manœuvre (11) en translation

FP : Régler le

capteur

1 3

11

8

12

2

6



a- Quelle est la solution adoptée par le constructeur pour assurer le guidage en translation de la vis de manœuvre (11) par rapport au corps (6) ? …………………………………………………………………………………………………………

b- Quel est le nom de la forme usinée sur la vis de manœuvre (11) indiquée par (F) sur le

dessin d’ensemble. …………………………………………………………………………………………………………

c- Quel est le nom de la forme usinée sur la vis de manœuvre (11) indiquée par (H) sur le

dessin d’ensemble. …………………………………………………………………………………………………………

d- Compléter le tableau suivant en indiquant les noms des obstacles sur les roulements (8).

Bagues intérieures Bagues extérieures

Ob

sta

cle

s

………………………………………..

………………………………………..

………………………………………..

………………………………………..

………………………………………..

………………………………………..

e- Le choix des roulements (8) dans ce montage est-il correcte ? Expliquer. ………………………………………………………………………………………………………….

………………………………………………………………………………………………………….

2.2- Etude des matériaux

Expliquer les désignations suivantes :

Désignations Explications

49 Mo Pb 10 - 8

……………………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………………

X 20 Cr Ni 18 -9

……………………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………………

100 Cr 8

……………………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………………

S 245 ……………………………………………………………………………………

3) Liaisons mécaniques

3.1- Etude des assemblages

En se référant au dessin d’ensemble du mécanisme de réglage du capteur, compléter le tableau suivant :

Assemblage Mise en position Maintien en position Ajustement

12 / 6

……………………………………………..

……………………………………………...

…………………………….

…………………………….

………………

2 / 6

……………………………………………..

……………………………………………...

…………………………….

…………………………….

………………

On note: Mo : molybdène – Pb : plomb Cr : chrome – Ni : nickel



3.2- Schéma cinématique

a- Compléter les groupes cinématiquement liés.

A = {6, ………………………………………….}

B = {11}

C = {3, ………………………………………….}

D = {1}

b- Compléter le graphe de liaison ci-dessous Pivot Ponctuel

c- Compléter le schéma cinématique

4) Cotation fonctionnelle

Remarque: Le dessin du mécanisme est

renversé. 4.1- Préciser l’existence du jeu (A) entre les pièces (2) et (3). …………………………………………………… …………………………………………………… …………………………………………………… 4.2- Dire est ce que (A) est mini ou Maxi. ……………………………………………………. Expliquer la réponse: …………………………………………………… …………………………………………………… …………………………………………………… …………………………………………………… 4.3- Tracer la chaine de cotes installant la condition (A). 4.4- Donner l’équation de (A……)

………………………………………………….. 4.5- Tracer la chaine de cotes installant la condition (B).

06

08

06

02

03

04

05

08'

07

08

09

10

11

4.6- Est-ce que la condition (B) peut varier en fonction de la condition (A) ?

……………………………………………………………………………………………………………..

……………………………………………………………………………………………………………..

A

D

C

B

D

C

A

B

J

1

B

8 6

3

1

2

12

A

2

3

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